如何為存儲(chǔ)服務(wù)器挑選恰當(dāng)?shù)奶幚砥?

2013-12-10 11:46 作者：ly 瀏覽量：

　進(jìn)入到2013年后經(jīng)濟(jì)趨于穩(wěn)定，于是許多企業(yè)的IT部門(mén)在考慮升級(jí)各自的計(jì)算和存儲(chǔ)系統(tǒng)。與任何IT采購(gòu)決策一樣，硬件功能和可用技術(shù)方面需要考慮一些利弊，并作出一些選擇。而說(shuō)到采購(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器，第一步就是你要明白在處理器方面有什么樣的選擇。

　　英特爾與AMD

　　服務(wù)器處理器方面的兩大選擇仍然是英特爾與AMD，至少今年是這樣。ARM也許能解決有些問(wèn)題的一些計(jì)算任務(wù)，但是在2013年，ARM不會(huì)有足夠的輸入/輸出帶寬以及萬(wàn)兆以太網(wǎng)端口和存儲(chǔ)，讓其成為一種切實(shí)可行的替代選擇。這種情況在2014年可能會(huì)發(fā)生變化，但現(xiàn)在作一番預(yù)測(cè)為時(shí)過(guò)早，因?yàn)閾碛凶銐蛐阅艿腜CIe總線方面的變化和發(fā)展錯(cuò)綜復(fù)雜。

　　最新的AMD處理器有16個(gè)核心，但前提是你在運(yùn)行整數(shù)操作。說(shuō)到浮點(diǎn)操作，你只有8個(gè)核心。再加上這一點(diǎn)：最新的英特爾服務(wù)器處理器數(shù)據(jù)和寫(xiě)入來(lái)自內(nèi)存的數(shù)據(jù)其速度遠(yuǎn)超過(guò)AMD處理器，這意味著AMD處理器應(yīng)該用于處理計(jì)算密度很低，又不需要高內(nèi)存帶寬的操作——你可能會(huì)想到虛擬機(jī)之類(lèi)的應(yīng)用環(huán)境，但是本文后面會(huì)詳細(xì)介紹為何將AMD用于虛擬機(jī)不是個(gè)好主意。

　　處理器插座之間的通信

　　英特爾有巨大優(yōu)勢(shì)的另一個(gè)方面在于處理器插座之間的通信。目前這一批英特爾服務(wù)器處理器通過(guò)快速通道互連技術(shù)(QPI)，支持處理器插座之間每秒25.6吉比特(25.6 Gbps)的輸入/輸出帶寬。

　　這種性能結(jié)合每個(gè)插座的內(nèi)存帶寬性能，超過(guò)了AMD處理器目前的性能。在多插座計(jì)算機(jī)上，這對(duì)所有插座的性能帶來(lái)了巨大影響，因?yàn)檫M(jìn)程可能提出請(qǐng)求，想了解哪部分內(nèi)存分配給了另一個(gè)插座。

　　PCIe總線推動(dòng)英特爾前進(jìn)

　　PCIe起到了實(shí)際檢驗(yàn)的作用，它表明了最新的英特爾處理器為何比AMD處理器遠(yuǎn)勝一籌。最新服務(wù)器處理器上的英特爾技術(shù)運(yùn)行PCIe 3，每個(gè)處理器上有40條通道。

　　這意味著，PCIe總線和處理器能夠達(dá)到40Gbps的輸入/輸出帶寬。這遠(yuǎn)高于AMD處理器上的可用帶寬。所以，如果你需要進(jìn)行頻繁的網(wǎng)絡(luò)輸入/輸出或磁盤(pán)輸入/輸出操作，PCIe 3是更適合的選擇，因?yàn)樗膸挶萈CI 2.0高得多，這種總線的性能將翻番，而且英特爾處理器支持?jǐn)?shù)量更多的PCIe通道。

　　今年是英特爾之年，但仍存在問(wèn)題

　　新英特爾處理器存在一個(gè)問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題在四插座配置下顯得尤為突出。如前所述，PCIe總線位于處理器插座上，所以如果是四個(gè)插座，你就有四條PCIe總線，每條總線有40條通道，因而總共有160條通道的1Gbps PCIe帶寬。這是很大的輸入/輸出帶寬，但是如果深入研究一下，會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題：

　　1. 插座與插座之間的QPI連接是一條雙通道的12.8Gbps通道，總性能為25.6Gbps

　　2. 一個(gè)插座的PCIe express帶寬是40 x每條通道1Gbps；也就是說(shuō)，對(duì)插座而言PCIe帶寬達(dá)到40 Gbps。

　　當(dāng)PCIe帶寬超過(guò)25.6Gbps，請(qǐng)求訪問(wèn)PCIe總線的進(jìn)程又不在請(qǐng)求訪問(wèn)的總線所在插座上，很快就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。嘗試的一些變通辦法會(huì)鎖定需要讀取或?qū)懭氲腜CIe總線所在插座上的進(jìn)程。但這種辦法并不適合所有應(yīng)用。比如說(shuō)，數(shù)據(jù)進(jìn)出多個(gè)位置(比如條帶化文件系統(tǒng))的那些應(yīng)用就會(huì)受到影響，因?yàn)槟銦o(wú)法拆解請(qǐng)求，把每個(gè)請(qǐng)求轉(zhuǎn)移到每條PCIe總線。

　　對(duì)于在四插座系統(tǒng)上運(yùn)行的通用應(yīng)用程序而言，實(shí)際性能可能估計(jì)是插座之間的QPI帶寬的90%(即23Gbps)，除非數(shù)據(jù)通過(guò)PCIe總線所在插座傳送出去。如果分配均勻，每第四條輸入/輸出的運(yùn)行速度將是40Gbps，所以平均性能將是(3x23Gbps +40Gbps)/4；也就是說(shuō)，對(duì)四插座系統(tǒng)而言，每個(gè)插座的平均性能大約是27.25Gbps。

　　當(dāng)然，這個(gè)平均值基于對(duì)PCIe總線的進(jìn)程和輸入/輸出進(jìn)行平均分配。擁有PCIe處理器親和性(processor affinity)的進(jìn)程將大大提高平均值，但是常常很難設(shè)計(jì)架構(gòu)，并滿足把每個(gè)任務(wù)都放在PCIe總線上，并確保進(jìn)程在該總線所在處理器上運(yùn)行的要求。這種限制在四插座系統(tǒng)上的可能性大于在雙插座系統(tǒng)上的可能性。

　　下圖顯示了雙插座系統(tǒng)的例子，該系統(tǒng)雖然存在同樣的問(wèn)題，但是減小了碰到這個(gè)架構(gòu)限制的可能性。

　　我估計(jì)雙插座系統(tǒng)的性能是(23Gbps +40Gbps)；也就是說(shuō)，平均插座性能是31.5Gbps。在雙插座系統(tǒng)上，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的架構(gòu)要容易得多，那樣你就能把合適的輸入/輸出放在合適的處理器上，獲得近乎最高的性能。

　　處理器方面的結(jié)論不合常理

　　新的英特爾系統(tǒng)其輸入/輸出帶寬要比之前的系統(tǒng)高得多；而且擁有比AMD更多的可用的功能特性。如果你需要讓大量的數(shù)據(jù)進(jìn)出系統(tǒng)，ARM 目前還不具備競(jìng)爭(zhēng)力。

　　采用最新英特爾系列的四插座系統(tǒng)其平均性能約為27.25Gbps，除非在系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了相當(dāng)大的工作，以便與處理器和PCIe總線連接起來(lái)。當(dāng)然，系統(tǒng)的每秒輸入輸出操作(IOPS)性能會(huì)比較高，因?yàn)镮OPS不受QPI帶寬限制的影響。

　　雙插座系統(tǒng)更容易獲得更高的性能，平均系統(tǒng)性能超過(guò)4.25Gbps。所以，我的結(jié)論是，如果你使用雙插座系統(tǒng)來(lái)滿足很高的輸入/輸出帶寬需求，那么情況比使用四插座系統(tǒng)來(lái)得好。當(dāng)然，這顯然不合常理，但是考慮到目前的英特爾架構(gòu)，這又是最明智的策略。

　　你極有可能會(huì)在2013年看到Ivy Bridge服務(wù)器處理器，QPI帶寬會(huì)大幅提升，到時(shí)采用Ivy Bridge處理器的四插座系統(tǒng)可能比較明智。想一探究竟，還得等Ivy Bridge服務(wù)器處理器發(fā)布之后。

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